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次世代半導体材料の超精密研削における砥石結合剤の粘弾性の効果

研究課題

研究課題/領域番号 20K04193
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18020:加工学および生産工学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

大橋 一仁  岡山大学, 自然科学学域, 教授 (10223918)

研究分担者 児玉 紘幸  岡山大学, 自然科学研究科, 講師 (60743755)
大西 孝  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90630830)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードSiC / 研削 / 熱可塑性樹脂 / 表面粗さ / 単結晶SiC / ドレッシング / 超精密研削 / 損失正接 / じん性 / 研削面粗さ / 半導体 / ウエハ / 研削砥石 / 結合剤 / 粘弾性
研究開始時の研究の概要

粘弾性支持された砥粒切れ刃の研削機構を次世代半導体材料の研削点温度環境を踏まえて実験的に検討するとともに,次世代半導体材料の高能率・高品質超精密研削加工を実現するための超精密研削砥石を独自の結合剤を用いて試作するとともに,その砥石を用いて次世代半導体材料の超精密研削を実施し,最適研削条件を検討する.

研究成果の概要

本研究では,試作した熱可塑性樹脂を結合剤とするダイヤモンド砥石で次世代半導体であるSiCウエハを研削加工し,同程度の粒度の既存結合剤の砥石では得られなかったサブナノメートルの表面粗さが得られることを明らかにした.また,同試作砥石は,研削中の砥石表面の温度により研削性能が変化し,弾性率に対する粘性率が大きくなるほど表面粗さが小さくなることが明らかになった.なお,試作砥石は無気孔であるため,砥石表面のチップポケット形成のためのドレッシング法の検討が課題であることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

熱可塑性樹脂を砥石結合剤に用いることによって,同程度の粒度の既存結合剤砥石に比べてSiCウエハの表面粗さをかなり小さくできることはこれまでに報告されておらず,次世代半導体ウエハの高能率高精度加工技術開発につながる知見である.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Investigation of behavior of abrasive grains in superfinishing2023

    • 著者名/発表者名
      Yi Zhang, Kohei Muta, Kaito Yamada, Takashi Onishi, Kazuhito Ohashi
    • 雑誌名

      Proceedings of 2022 International Conference on Machining, Materials and Mechanical Technologies (2022 IC3MT)

      巻: - ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Viscoelasticity of Thermoplastic Resin Bonded Wheel on Ultra-Precision Grinding of SiC Wafers2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sakamoto, Y. Fukushima, K. Sakai, H. Kodama, K. Ohashi
    • 雑誌名

      Proceedings of 23rd International Symposium on Advances in Abrasive Technology

      ページ: 193-198

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Investigation of behavior of abrasive grains in superfinishing2022

    • 著者名/発表者名
      Yi Zhang, Kohei Muta, Kaito Yamada, Takashi Onishi, Kazuhito Ohashi
    • 学会等名
      2022 International Conference on Machining, Materials and Mechanical Technologies (2022 IC3MT)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Viscoelasticity of Thermoplastic Resin Bonded Wheel on Ultra-Precision Grinding of SiC Wafers2021

    • 著者名/発表者名
      H. Sakamoto, Y. Fukushima, K. Sakai, H. Kodama, K. Ohashi
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Advances in Abrasive Technology
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] SiCウェハの精密研削における熱可塑性樹脂ボンド砥石の砥粒挙動に基づく研削特性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      福嶋洋志,小川和範,坂井孝三,児玉紘幸,大橋一仁
    • 学会等名
      2020年度砥粒加工学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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